Une équipe internationale de scientifiques a assemblé la première séquence complète du génome de la mûre. Les chercheurs ont créé ainsi un outil génétique qui aidera les sélectionneurs de fruits à développer de nouvelles variétés ayant une meilleure saveur, une meilleure rusticité et d’autres caractéristiques souhaitées.
Margaret Worthington, professeur associé et sélectionneur de fruits pour la station d’expérimentation agricole de l’Arkansas, l’organe de recherche de la division de l’agriculture du système de l’université de l’Arkansas, a déclaré que ce projet a permis le premier assemblage et la première annotation de la longueur des chromosomes du génome de la mûre.
Une baie de choix
Worthington a collaboré avec une équipe de 26 chercheurs de sept pays, dont des institutions de sept États américains. Ensemble, ils ont assemblé le génome de Hillquist, une mûre sauvage à la fructification unique, découverte en 1949 par H.L. Hillquist, un jardinier d’Ashland, en Virginie. Il s’agit de la seule source connue de génétique de la primocane fructifère et elle est le parent de toutes les variétés de primocane fructifère développées par les programmes de sélection publics et privés.
Les mûriers sont des plantes vivaces dont les tiges, ou cannes, sont bisannuelles et vivent deux ans. Les tiges sont appelées primocanes la première année et floricanes la deuxième année. La plupart des mûres ne produisent des fruits que sur les floricanes. Les mûres primocanes fleurissent et fructifient sur les floricanes au début de l’été et sur les primocanes à la fin de l’été.
La division de l’agriculture du système de l’université de l’Arkansas a commercialisé les premières variétés de mûres primocanes, Prime-Jim® et Prime-Jan®, en 2004. Six des 21 variétés de mûres commercialisées par la division sont des variétés à fruits primocanes.
Consolidation des données
M. Worthington a réuni l’équipe internationale de scientifiques qui a utilisé de nombreux outils génétiques de pointe pour séquencer et annoter le génome de la mûre avec une grande précision.
Le groupe a séquencé la mûre de Hillquist et a assemblé les fragments en chromosomes complets. Les scientifiques ont ensuite examiné le génome pour établir une annotation structurelle précise, c’est-à-dire l’identification de l’emplacement exact de chaque séquence d’ADN qui compose un gène. Ils ont également élaboré une annotation fonctionnelle – une description de la fonction probable de chaque gène sur la base des rôles de gènes similaires dans d’autres plantes utilisées comme modèles.
Un article de recherche sur le projet de génome, intitulé « A chromosome-length genome assembly and annotation of blackberry« , a été publié dans le numéro de février 2023 de G3, une revue de recherche en génétique publiée par Oxford University Press.
Le génome complété s’est déjà avéré utile dans le programme de sélection de la division de l’agriculture. « Nous avons utilisé le génome pour beaucoup de choses depuis lors », a déclaré M. Worthington. « Nous avons déjà plusieurs articles de recherche en cours qui s’appuient sur cet assemblage.
L’assemblage de mûres a donné au groupe de recherche de Worthington un point de départ à partir duquel ils ont pu développer des milliers de marqueurs moléculaires et réaliser une étude d’association à l’échelle du génome pour la première fois chez les mûres, a-t-elle déclaré.
Une étude d’association à l’échelle du génome est une analyse observationnelle des variantes génétiques chez un grand nombre d’individus de la même espèce. L’objectif est d’identifier les gènes qui sont statistiquement associés à des caractéristiques spécifiques. Les informations qui en résultent ont un large éventail d’applications, notamment l’estimation de l’héritabilité des caractères souhaitables chez les plantes.
Selon M. Worthington, cet effort a permis d’obtenir des marqueurs génétiques de diagnostic pour le fruit de la primocane, que l’équipe de sélection des fruits de l’Arkansas utilise pour la première fois cette année.
« Le travail sur le terrain sera toujours notre travail de base », a-t-elle déclaré. « Mais ce serait une erreur de ne pas utiliser les outils modernes pour faire avancer notre programme, le rationaliser et le rendre plus efficace.
Source : aaes
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